Ioc控制反转详解.docx

Ioc-控制反转详解本文转载与百度知道,简单例子让初学者很快对IoC有一个全面的了解. 首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。 那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已。下面来让大家了解一下Spring到底是怎么运行的。Java代码 public static void main(String args) ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext( applicationContext.xml); Animal animal = (Animal) context.getBean(animal); animal.say(); 这段代码你一定很熟悉吧，不过还是让我们分析一下它吧，首先是applicationContext.xmlJava代码 他有一个类phz.springframework.test.CatJava代码 public class Cat implements Animal private String name; public void say() System.out.println(I am + name + !); public void setName(String name) = name; 实现了phz.springframework.test.Animal接口Java代码 public interface Animal public void say(); public interface Animal public void say();很明显上面的代码输出I am kitty!那么到底Spring是如何做到的呢？接下来就让我们自己写个Spring 来看看Spring 到底是怎么运行的吧！首先，我们定义一个Bean类，这个类用来存放一个Bean拥有的属性Java代码 /* Bean Id */ private String id; /* Bean Class */ private String type; /* Bean Property */ private Map properties = new HashMap();一个Bean包括id,type,和Properties。接下来Spring 就开始加载我们的配置文件了，将我们配置的信息保存在一个HashMap中，HashMap的key就是Bean 的 Id ，HasMap 的value是这个Bean，只有这样我们才能通过context.getBean(animal)这个方法获得Animal这个类。我们都知道 Spirng可以注入基本类型，而且可以注入像List，Map这样的类型，接下来就让我们以Map为例看看Spring是怎么保存的吧Map配置可以像下面的Java代码 1 2 Spring是怎样保存上面的配置呢？，代码如下：Java代码 if (beanProperty.element(map) != null) Map propertiesMap = new HashMap(); Element propertiesListMap = (Element) beanProperty .elements().get(0); Iterator propertiesIterator = propertiesListMap .elements().iterator(); while (propertiesIterator.hasNext() Element vet = (Element) propertiesIterator.next(); if (vet.getName().equals(entry) String key = vet.attributeValue(key); Iterator valuesIterator = vet.elements() .iterator(); while (valuesIterator.hasNext() Element value = (Element) valuesIterator.next(); if (value.getName().equals(value) propertiesMap.put(key, value.getText(); if (value.getName().equals(ref) propertiesMap.put(key, new String value .attributeValue(bean) ); bean.getProperties().put(name, propertiesMap); 接下来就进入最核心部分了，让我们看看Spring 到底是怎么依赖注入的吧，其实依赖注入的思想也很简单，它是通过反射机制实现的，在实例化一个类时，它通过反射调用类中set方法将事先保存在HashMap中的类属性注入到类中。让我们看看具体它是怎么做的吧。首先实例化一个类，像这样Java代码 public static Object newInstance(String className) Class cls = null; Object obj = null; try cls = Class.forName(className); obj = cls.newInstance(); catch (ClassNotFoundException e) throw new RuntimeException(e); catch (InstantiationException e) throw new RuntimeException(e); catch (IllegalAccessException e) throw new RuntimeException(e); return obj; 接着它将这个类的依赖注入进去，像这样Java代码 public static void setProperty(Object obj, String name, String value) Class clazz = obj.getClass(); try String methodName = returnSetMthodName(name); Method ms = clazz.getMethods(); for (Method m : ms) if (m.getName().equals(methodName) if (m.getParameterTypes().length = 1) Class clazzParameterType = m.getParameterTypes()0; setFieldValue(clazzParameterType.getName(), value, m, obj); break; catch (SecurityException e) throw new RuntimeException(e); catch (IllegalArgumentException e) throw new RuntimeException(e); catch (IllegalAccessException e) throw new RuntimeException(e); catch (InvocationTargetException e) throw new RuntimeException(e); 最后它将这个类的实例返回给我们，我们就可以用了。我们还是以Map为例看看它是怎么做的，我写的代码里面是创建一个HashMap并把该HashMap注入到需要注入的类中，像这样，Java代码 if (value instanceof Map) Iterator entryIterator = (Map) value).entrySet() .iterator(); Map map = new HashMap(); while (entryIterator.hasNext() Entry entryMap = (Entry) entryIterator.next(); if (entryMap.getValue() instanceof String) map.put(String) entryMap.getKey(), getBean(String) entryMap.getValue()0); BeanProcesser.setProperty(obj, property, map); 好了，这样我们就可以用Spring 给我们创建的类了，是不是也不是很难啊？当然Spring能做到的远不止这些，这个示例程序仅仅提供了Spring最核心的依赖注入功能中的一部分。控制反转（IOC）模式(又称DI：Dependency Injection)就是Inversion of Control，控制反转。在Java开发中，IoC意 味着将你设计好的类交给系统去控制，而不是在你的类内部控制。这称为控制反转。IoC(Inversion of Control)是近年来兴起的一种思想，不仅仅是编程思想。主要是协调各组件间相互的依赖关系，同时大大提高了组件的可移植性，组件的重用机会也变得更 多。在传统的实现中，由程序内部代码来控制程序之间的关系。我们经常使用new关键字来实现两组键间关系的组合，这种实现的方式会造成组件之间耦合(一个 好的设计，不但要实现代码重用，还要将组件间关系解耦)。IoC很好的解决了该问题，它 将实现组件间关系从程序内部提到外部容器来管理。也就是说由容器在运行期将组件间的某种依赖关系动态的注入组件中。控制程序间关系的实现交给了外部的容器 来完成。即常说的好莱坞原则“Dont call us, well call you”。Ioc也有称为DI(Dependecy Injection 依赖注射)，由Martin Fowler的一篇Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern提出。分离关注（ Separation of Concerns : SOC）是Ioc模 式和AOP产生最原始动力，通过功能分解可得到关注点，这些关注可以是 组件Components, 方面Aspects或服务Services。从GOF设计模式中，我们已经习惯一种思维编程方式：Interface Driven Design 接口驱动，接口驱动有很多好处，可以提供不同灵活的子类实现，增加代码稳定和健壮性等等，但是接口一定是需要实现的，也就是如下语句迟早要执行：AInterface a = new AInterfaceImp();AInterfaceImp是接口AInterface的一个子类，Ioc模 式可以延缓接口的实现，根据需要实现，有个比喻：接口如同空的模型套，在必要时，需要向模型套注射石膏，这样才能成为一个模型实体，因此，我们将人为控制 接口的实现成为“注射”。Ioc英文为 Inversion of Control，即反转模式，这里有著名的好莱坞理论：你呆着别动，到时我会找你。其实Ioc模式也是解决调用者和被调用者之间的一种关系，上述 AInterface实现语句表明当前是在调用被调用者AInterfaceImp，由于被调用者名称写入了调用者的代码中，这产生了一个接口实现的原 罪：彼此联系，调用者和被调用者有紧密联系，在UML中是用依赖 Dependency 表示。但是这种依赖在分离关注的思维下是不可忍耐的，必须切割，实现调用者和被调用者解耦，新的Ioc模式 Dependency Injection 模式由此产生了， Dependency Injection模式是依赖注射的意思，也就是将依赖先剥离，然后在适当时候再注射进入。一、Ioc模式（Dependency Injection模式）有三种： 第一种类型 从JNDI或ServiceManager等获得被调用者，这里类似ServiceLocator模式。 1.EJB/j2ee 2. Avalon（Apache的一个复杂使用不多的项目） 第二种类型 使用JavaBeans的setter方法 1. Spring Framework,2.WebWork/XWork 第三种类型 在构造方法中实现依赖 1. PicoContainer,2. HiveMind有过EJB开发经验的人都知道，每个EJB的调用都需要通过JNDI寻找到工厂性质的Home接口，在我的教程EJB是什么章节 中，我也是从依赖和工厂模式角度来阐述EJB的使用。在通常传统情况下，为了实现调用者和被调用者解耦，分离，一般是通过工厂模式实现的，下面将通过比较工厂模式和Ioc模式不同，加深理解Ioc模 式。二、工厂模式和Ioc假设有两个类B 和 C：B作为调用者，C是被调用者，在B代码中存在对C的调用：java 代码1. publicclassB 2. privateCcomp; 3. . 4. 实现comp实例有两种途径：单态工厂模式和Ioc。工厂模式实现如下：java 代码1. publicclassB 2. privateCcomp; 3. privatefinalstaticMyFactorymyFactory=MyFactory.getInstance(); 4. 5. publicB() 6. p=myFactory.createInstanceOfC(); 7. 8. 9. publicvoidsomeMethod() 10. p.sayHello(); 11. 12. . 13. 特点：每次运行时，MyFactory可根据XML配置文件中定义的C子类实现，通过createInstanceOfC()生成C的具体实 例。使用Ioc依赖性注射( Dependency Injection )实现Picocontainer如下，B类如同通常POJO类，如下：java 代码1. publicclassB 2. privateCcomp; 3. publicB(Ccomp) 4. p=comp; 5. 6. publicvoidsomeMethod() 7. p.sayHello(); 8. 9. . 10. 假设C接口/类有有一个具体实现CImp类。当客户端调用B时，使用下列代码：java 代码1. publicclassclient 2. publicstaticvoidmain(Stringargs) 3. DefaultPicoContainercontainer=newDefaultPicoContainer(); 4. container.registerComponentImplementation(CImp.class); 5. container.registerComponentImplementation(B.class); 6. Bb=(B)container.getComponentInstance(B.class); 7. b.someMethod(); 8. 9. 因此，当客户端调用B时，分别使用工厂模式和Ioc有不同的特点 和区别：主要区别体现在B类的代码，如果使用Ioc，在B类代码中将不需 要嵌入任何工厂模式等的代码，因为这些工厂模式其实还是与C有些间接的联系，这样，使用Ioc彻 底解耦了B和C之间的联系。使用Ioc带来的代价是：需要在客户端或其它某处进行B和C之间 联系的组装。所以，Ioc并没有消除B和C之间这样的联系，只是转移了这种联 系。这种联系转移实际也是一种分离关注，它的影响巨大，它提供了AOP实现的可能。Ioc和AOPAOP我们已经知道是一种面向切面的编程方式，由于Ioc解放自由了B类，而且可以 向B类实现注射C类具体实现，如果把B类想像成运行时的横向动作，无疑注入C类子类就是AOP中的一种Advice，如下图：通过下列代码说明如何使用Picocontainer实现AOP，该例程主要实现是记录logger功能，通过 Picocontainer可以使用简单一行，使所有的应用类的记录功能激活。首先编制一个记录接口：java 代码1. publicinterfaceLogging 2. 3. publicvoidenableLogging(Loglog); 4. 5. 有一个LogSwitcher类，主要用来激活具体应用中的记录功能：java 代码1. mons.logging.Log; 2. publicclassLogSwitcher 3. 4. protectedLogm_log; 5. publicvoidenableLogging(Loglog) 6. m_log=log; 7. m_(LoggingEnabled); 8. 9. 一般的普通应用JavaBeans都可以继承这个类，假设PicoUserManager是一个用户管理类，代码如下：java 代码1. publicclassPicoUserManagerextendsLogSwitcher 2. 3. ./用户管理功能4. 5. publicclassPicoXXXX1ManagerextendsLogSwitcher 6. 7. 8. ./业务功能9. 10. publicclassPicoXXXX2ManagerextendsLogSwitcher 11. 12. 13. ./业务功能14. 注意LogSwitcher中Log实例是由外界赋予的，也就是说即将被外界注射进入，下面看看使用Picocontainer是如何 注射Log的具体实例的。java 代码1. DefaultPicoContainercontainer=newDefaultPicoContainer(); 2. container.registerComponentImplementation(PicoUserManager.class); 3. container.registerComponentImplementation(PicoXXXX1Manager.class); 4. container.registerComponentImplementation(PicoXXXX2Manager.class); 5. . 6. 7. Logginglogging=(Logging)container.getComponentMulticaster(); 8. 9. logging.enableLogging(newSimpleLog(pico);/激活log由上代码可见，通过使用简单一行logging.enableLogging()方法使所有的应用类的记录功能激活。这是不是类似 AOP的advice实现？总之，使用Ioc模式，可以不管将来具体实现，完全在一个抽象层 次进行描述和技术架构，因此，Ioc模式可以为容器、框架之类的软件实现提供了具体的实 现手段，属于架构技术中一种重要的模式应用。J道的Jd